第四节有理函数的不定积分ppt课件

1、第四节 有理函数的不定积分一、有理函数的不定积分一、有理函数的不定积分三、简单无理函数的不定积分三、简单无理函数的不定积分二、三角函数有理式的不定积分二、三角函数有理式的不定积分有理函数的定义：有理函数的定义：两个多项式的商表示的函数称之两个多项式的商表示的函数称之. .mmmmnnnnbxbxbxbaxaxaxaxQxP 11101110)()(其其中中m、n都都是是非非负负整整数数；naaa,10及及mbbb,10都都是是实实数数，并并且且00 a，00 b.一、有理函数的积分一、有理函数的积分假定分子与分母之间没有公因式假定分子与分母之间没有公因式,)1(mn 这有理函数是真分式；这有理

2、函数是真分式；,)2(mn 这有理函数是假分式；这有理函数是假分式； 利用多项式除法利用多项式除法, 假分式可以化成一个假分式可以化成一个多项式和一个真分式之和多项式和一个真分式之和.例例1123 xxx.112 xx难点难点 将有理函数化为部分分式之和将有理函数化为部分分式之和.（1分母中若有因式分母中若有因式 ，则分解后为，则分解后为kax)( ,)()(121axAaxAaxAkkk 有理函数化为部分分式之和的一般规律：有理函数化为部分分式之和的一般规律：其其中中kAAA,21都都是是常常数数.特殊地：特殊地：, 1 k分解后为分解后为;axA （2分母中若有因式分母中若有因式 ，其中，

3、其中kqpxx)(2 则分解后为则分解后为042 qpqpxxNxMqpxxNxMqpxxNxMkkkk 21222211)()(其其中中iiNM ,都都是是常常数数), 2 , 1(ki .特殊地：特殊地：, 1 k分解后为分解后为;2qpxxNMx 说明说明 将有理函数化为部分分式之和后，只将有理函数化为部分分式之和后，只出现三类情况：出现三类情况：)1(多项式；多项式；;)()2(naxA ;)()3(2nqpxxNMx 这三类积分均可积出这三类积分均可积出, 且原函数都是初等函数且原函数都是初等函数.结论结论 有理函数的原函数都是初等函数有理函数的原函数都是初等函数.真分式化为部分分式

4、之和的待定系数法真分式化为部分分式之和的待定系数法6532 xxx)3)(2(3 xxx,32 xBxA),2()3(3 xBxAx),23()(3BAxBAx , 3)23(, 1BABA,65 BA6532 xxx.3625 xx例例1 12)1(1 xx,1)1(2 xCxBxA)1()1()1(12 xCxBxxA代入特殊值来确定系数代入特殊值来确定系数CBA,取取, 0 x1 A取取, 1 x1 B取取, 2 xBA,并将并将 值代入值代入)1(1 C.11)1(112 xxx2)1(1 xx例例2 2例例3 3.1515221542xxx )1)(21(12xx ),21)()1(

5、12xCBxxA ,)2()2(12ACxCBxBA , 1, 02, 02CACBBA,51,52,54 CBA,1212xCBxxA )1)(21(12xx 整理得整理得例例4 4 求积分求积分 .)1(12dxxx dxxx 2)1(1dxxxx 11)1(112dxxdxxdxx 11)1(112.)1ln(11lnCxxx 解解例例5 5 求积分求积分 解解.)1)(21(12 dxxxdxxxdxx 2151522154 dxxx)1)(21(12dxxdxxxx 2211511251)21ln(52.arctan51)1ln(51)21ln(522Cxxx 例例6 6 求积分求积

6、分解解.11632dxeeexxx 令令6xet ,ln6tx ,6dttdx dxeeexxx 63211dttttt61123 dtttt )1)(1(162dttttt 2133136Ctttt arctan3)1ln(23)1ln(3ln62dttttt 2133136.)arctan(3)1ln(23)1ln(3636Ceeexxxx 23)1ln(3ln6 ttdttttd 2221131)1(三角有理式的定义：三角有理式的定义： 由三角函数和常数经过有限次四则运算由三角函数和常数经过有限次四则运算构成的函数称之一般记为构成的函数称之一般记为)cos,(sinxxR2cos2sin

7、2sinxxx 2sec2tan22xx ,2tan12tan22xx ,2sin2coscos22xxx 二、三角函数有理式的积分二、三角函数有理式的积分2sec2tan1cos22xxx ,2tan12tan122xx 令令2tanxu ,12sin2uux ,11cos22uux uxarctan2 duudx212 dxxxR)cos,(sin.1211,122222duuuuuuR （万能置换公式）（万能置换公式）例例7 7 求积分求积分.cossin1sin dxxxx解解,12sin2uux 2211cosuux ,122duudx 由万能置换公式由万能置换公式 dxxxxcos

8、sin1sinduuuu )1)(1(22duuuuuu )1)(1(112222duuuuu )1)(1()1()1(222duuu 211duu 11uarctan )1ln(212u Cu |1|ln2tanxu 2x |2sec|lnx .|2tan1|lnCx 例例8 8 求积求积分分.dsin14 xx解解,2tanxu 令令,12sin2uux ,d12d2uux xxdsin14 uuuuud83314642Cuuuu 333318133.2tan2412tan832tan832tan24133Cxxxx 解法二解法二,tanxu 令令,1sin2uux 则则,d11d2uux

9、 xxdsin14 uuuud1111242 uuud142Cuu 1313.cotcot313Cxx 解法三解法三 xxdsin14xxxdcsccsc22 .cot31cot3Cxx 比较以上三种解法比较以上三种解法, 便知万能代换不一定是最佳便知万能代换不一定是最佳方法方法, 故三角有理式的计算中先考虑其它手段故三角有理式的计算中先考虑其它手段, 不不得已才用万能代换得已才用万能代换. xxdcsc4 )(cotd)cot1(2xx例例9 9 求积分求积分).0, 0(dsincos12222 baxxbxa解解 xxbaxdtansec2222原式原式 xutan 222dubauCa

10、buab )arctan(1.)tanarctan(1Caxbab 说明说明: : 通常求含通常求含xxxxcossincos,sin22及及的积分时的积分时, ,xutan 往往更方便往往更方便 . .的有理式的有理式用代换用代换例例10 10 求积分求积分解解. )0, 0(d)cossin(12 baxxbxa xbxaxd)tan(sec22原原式式 xutan 2)(dbauuCbuaa 11.)cossin(cosCxbxaax 讨论类型讨论类型),(nbaxxR ),(necxbaxxR 解决方法解决方法作代换去掉根号作代换去掉根号. .例例11 11 求积求积分分 dxxxx1

11、1解解 令令txx 1,12txx 三、简单无理函数的积分三、简单无理函数的积分,112 tx ,1222 ttdtdx dxxxx11 dttttt 222121 1222tdttdtt 11122Cttt 11ln2.11ln122Cxxxxx 例例12 12 求积求积分分.1113 dxxx解解 令令16 xt,65dxdtt dxxx3111dtttt52361 dttt 163Ctttt |1|ln663223.)11ln(6131312663Cxxxx 说明说明 无理函数去根号时无理函数去根号时, 取根指数的最小公倍数取根指数的最小公倍数.例例13 13 求积求积分分.1213 d

12、xxxx解解先对分母进行有理化先对分母进行有理化原式原式 dxxxxxxxx)1213)(1213()1213( dxxx)1213()13(1331 xdx)12(1221 xdx.)12(31)13(922323Cxx 简单无理式的积分简单无理式的积分.有理式分解成部分分式之和的积分有理式分解成部分分式之和的积分.（注意：必须化成真分式）（注意：必须化成真分式）三角有理式的积分三角有理式的积分.（万能置换公式）（万能置换公式）（注意：万能公式并不万能）（注意：万能公式并不万能）四、小结四、小结求下列不定积分：求下列不定积分： 1 1、 321xxxxdx； 2 2、 xxxdx221； 3

13、 3、 xdx2sin3 4 4、 dxxx1111 5 5、 dxxxxx)(33； 思考题思考题将分式分解成部分分式之和时应注意什么？将分式分解成部分分式之和时应注意什么？思考题解答思考题解答分解后的部分分式必须是最简分式分解后的部分分式必须是最简分式.一、一、 填空题：填空题：1 1、 dxxxCBxxAdxx111323，其，其 A_, , B_ _ , , C_；2 2、 dxxCxBxAdxxxx111111222, , 其中其中 A_, , B_, , C_；3 3、 计算、 计算 ,sin2xdx可用万能代换可用万能代换 xsin_ _, , dx_ _；4 4、计算、计算 ,

14、mbaxdx令令 t_, , x_,_, dx_ . .练习题练习题5 5、有理函数的原函数都是、有理函数的原函数都是_ . .二、求下列不定积分：二、求下列不定积分： 1 1、 321xxxxdx； 2 2、 xxxdx221； 3 3、 dxx411； 4 4、 xdx2sin3； 5 5、 5cossin2xxdx； 6 6、 dxxx1111 ； 7 7、 xdxxx11； 8 8、 342)1()1(xxdx . .三、求下列不定积分（用以前学过的方法） ：三、求下列不定积分（用以前学过的方法） ： 1 1、 dxxx31； 2 2、 dxxxxsincos1； 3 3、 241xx

15、dx； 4 4、 dxxx32cossin； 5 5、 dxxx283)1(； 6 6、dxxx sin1sin； 7 7、 dxxxxx)(33； 8 8、 dxexexx2)1(； 9 9、 dxxx22)1ln(； 10 10、 xdxx arcsin12； 11 11、dxxxxx cossincossin； 1212、 )(xbaxdx. . 二、二、1 1、Cxxx 34)3)(1()2(ln21； 2 2、Cxxxx arctan21)1()1(ln41224； 3 3、)12arctan(421212ln8222 xxxxx C )12arctan(42；一一、1 1、2,1,1 ； 2 2、- -1 1, ,21,21；3 3、2212,12uduuu ； 4 4、bax , ,abt 2, ,dtat 2； 5 5、初初等等函函数数 . .练习题答案练习题答案 4 4、Cx 3tan2arctan321； 5 5、Cx 512tan3arctan51； 6 6、Cxxx )11ln(414； 7 7、xxxx 1111lnCxx 11arctan2, ,或或 Cxxx arcsin11ln2； 8 8、Cxx 31123. .三三、1 1、 Cxx 11)1(212； 2 2、Cxx )sinln(； 3 3、Cxxxx 233213)1